WO2017170124A1 - シート治具、ステージ、製造装置、及び二次電池の製造方法 - Google Patents

シート治具、ステージ、製造装置、及び二次電池の製造方法 Download PDF

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WO2017170124A1
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jig
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air hole
peripheral upper
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木村　勝彦
佳亮 溝江
友和 齋藤
晴匡 出羽
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株式会社日本マイクロニクス
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Definitions

  • the present invention relates to a sheet jig, a stage, a manufacturing apparatus, and a method for manufacturing a secondary battery.
  • Patent Document 1 discloses a recording medium capable of obtaining good adhesion between a toner sheet and an image receiving sheet.
  • the image receiving sheet is provided with a plurality of suction holes along the drum rotation direction.
  • the image receiving sheet is attached so that the suction hole of the image receiving sheet overlaps with the suction hole of the recording rotary drum.
  • the toner sheet is adsorbed through the adsorbing hole of the image receiving sheet and the adsorbing hole of the recording rotary drum, and is closely attached to the image receiving sheet (paragraph 0041).
  • paragraph 0045 of Patent Document 1 describes that suction holes may be provided on the four sides of the image receiving sheet.
  • a sheet in a manufacturing process of an electronic component, a sheet may be adsorbed on a sheet jig, and various manufacturing processes such as a film forming process and a processing process may be performed on the adsorbed sheet.
  • Such a manufacturing process is preferably performed in a state where the sheet is not wrinkled.
  • the film formation process is performed on the sheet in a state where the sheet is not wrinkled (that is, the sheet is flat)
  • the thickness of the film or the like formed in the sheet shape can be made substantially uniform. Therefore, it is desired to develop a technique capable of flattening the sheet before executing the manufacturing process.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of flattening a sheet before a manufacturing process is performed on the sheet.
  • the sheet jig is disposed on the center placement surface on which the center portion of the sheet is placed, and on the outer side of the center placement surface, and from the height of the center placement surface in a side view.
  • the outer peripheral upper surface has a plurality of second air holes for adsorbing the outer peripheral portion of the sheet. According to this configuration, generation of wrinkles and folds can be prevented, and the sheet can be made flat.
  • the boundary between the outer peripheral upper surface and the inclined surface may be chamfered.
  • the second air hole may have a diameter-expanding portion that expands from the lower side toward the outer peripheral upper surface in a side view.
  • the boundary between the second air hole and the outer peripheral upper surface may be chamfered.
  • the second air hole may be adjacent to the inclined surface.
  • the stage according to an aspect of the present embodiment discharges air from the upper surface of the sheet jig to the lower side through the sheet jig, the first air hole, and the second air hole.
  • a gas discharge mechanism is provided. According to this configuration, generation of wrinkles and folds can be prevented, and the sheet can be made flat.
  • a manufacturing apparatus includes the above-described stage, and performs a manufacturing process on the sheet in a state where the sheet is attracted to the stage.
  • the manufacturing process may include at least one of a film forming process for forming a film on the sheet and a processing process for processing the sheet.
  • the manufacturing apparatus includes a pair of transport reels including a take-up reel that winds the sheet, and a feed reel that feeds the sheet onto the sheet jig, the first air hole, and the second air reel.
  • a gas supply mechanism for supplying air toward the upper surface of the sheet jig through an air hole and releasing the adsorption of the sheet to the stage.
  • the first valve connected to the gas discharge mechanism, the second valve connected to the gas supply mechanism, and the pair of transport reels are stopped, and the sheet is pulled in the delivery direction.
  • a control unit that controls to perform exhaust by the gas exhaust mechanism.
  • control unit may perform the first valve so that the exhaust by the gas discharge mechanism, the release of the adsorption of the sheet by the gas supply mechanism, and the exhaust by the gas discharge mechanism are performed in this order.
  • second valve may be controlled.
  • the method for manufacturing a sheet-like secondary battery according to one aspect of the present embodiment is to perform the manufacturing process on the sheet using the manufacturing apparatus described above.
  • the secondary battery manufacturing process includes an n-type metal oxide semiconductor layer made of an n-type metal oxide semiconductor and the n-type metal using the sheet as a first electrode. At least a process of stacking an oxide semiconductor and a charge layer made of a substance containing an insulator in this order may be included.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of a stage according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a top view illustrating a configuration of a sheet jig according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a configuration of a sheet jig according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a VV cross-sectional view of FIG. 2. It is a top view which shows the stage of the state which mounted the sheet
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG. 6. It is sectional drawing which shows the boundary part of a center mounting surface and an outer peripheral upper surface.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a suction operation of the stage according to the first embodiment; It is a top view which shows typically the structure of the sheet jig
  • FIG. It is sectional drawing which shows the structure of the sheet jig
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a sheet jig according to Comparative Example 2.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a suction operation of a stage according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an adsorption process at a stage according to the second embodiment;
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the stage.
  • an XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system is shown in the figure.
  • the Z direction is the thickness direction of the sheet 50 to be adsorbed and desorbed
  • the XY direction is the in-plane direction of the sheet.
  • the stage 100 includes a sheet jig 10, an alignment guide 2, a pipe 3, a valve 4, and a vacuum pump 5.
  • the sheet jig 10 is a rectangular plate-shaped member, and its end side is provided along the X direction and the Y direction.
  • the upper surface of the sheet jig 10 is a sheet adsorption / desorption surface. As will be described later, a plurality of air holes for adsorbing and desorbing the sheet are provided on the upper surface of the sheet jig 10.
  • the positioning guide 2 is provided on the upper surface of the sheet jig 10.
  • the alignment guides 2 are provided in the vicinity of the four corners of the sheet jig 10 that is rectangular when viewed from above.
  • the alignment guide 2 positions a sheet placed on the stage 100. That is, the sheet is placed at an appropriate position on the sheet jig 10 by manually or automatically aligning the four corners of the sheet with the alignment guide 2.
  • the pipe 3 is connected to the side surface of the sheet jig 10.
  • the pipe 3 is connected to a vacuum pump 5 through a valve 4.
  • the vacuum pump 5 is a gas discharge mechanism and generates a negative pressure for adsorbing the sheet.
  • the vacuum pump 5 discharges air from the upper surface of the sheet jig 10 downward through a first air hole 13 and a second air hole 14 which will be described later.
  • the vacuum pump 5 generates a negative pressure of ⁇ 60 kPa. Therefore, when the valve 4 is opened, the vacuum pump 5 discharges the air inside the sheet jig 10 through the pipe 3.
  • the suction of the seat 50 can be released by closing the valve 4.
  • two systems of valves 4 may be provided. Then, the suction of the seat 50 may be performed by one valve 4 and the suction may be released by the other valve 4.
  • gripping portions 6 are provided on the two opposing side surfaces of the sheet jig 10. The user can easily move the sheet jig 10 by gripping the grip portion 6.
  • FIG. 2 is a top view showing the configuration of the sheet jig 10.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the sheet jig 10. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 2, and
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG.
  • FIG. 6 is a top view illustrating a configuration in a state where the sheet 50 is placed. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG.
  • the sheet jig 10 is a rectangular member in a top view (XY plan view).
  • the sheet jig 10 includes a center placement surface 17 and an outer peripheral upper surface 18. That is, the upper surface of the sheet jig 10 is divided into a central placement surface 17 and an outer peripheral upper surface 18.
  • the center placement surface 17 is a rectangular region in the center of the sheet jig 10, and the outer peripheral upper surface 18 is a rectangular frame region disposed outside the center placement surface 17.
  • the sheet 50 to be adsorbed / desorbed is larger than the central mounting surface 17. That is, the sheet 50 protrudes from the center placement surface 17. As will be described later, the central portion of the sheet 50 is placed on the central placement surface 17, and the end portion of the sheet 50 is placed on the outer peripheral upper surface 18.
  • the sheet 50 has a rectangular shape of 320 mm long ⁇ 320 mm wide, for example.
  • the sheet 50 is, for example, a metal foil such as SUS or aluminum having a thickness of 10 ⁇ m.
  • the sheet 50 may be a resin sheet such as polyimide or PET (polyethylene terephthalate).
  • a plurality of first air holes 13 are formed in the central mounting surface 17.
  • the plurality of first air holes 13 are arranged in a matrix. Specifically, the first air holes 13 are arranged at regular intervals in the X direction and the Y direction, respectively. Specifically, fifteen first air holes 13 are arranged at a pitch of 20 mm in the Y direction and seven at a pitch of 40 mm in the X direction. Therefore, 105 first air holes 13 are provided in the central mounting surface 17.
  • a plurality of second air holes 14 are formed on the outer peripheral upper surface 18.
  • the plurality of second air holes 14 are scattered along the outer peripheral upper surface 18 having a rectangular frame shape.
  • 17 second air holes 14 are arranged at a pitch of 20 mm in the Y direction and nine second air holes 14 are arranged at a pitch of 40 mm in the X direction. Therefore, 48 second air holes 14 are provided in the outer peripheral upper surface 18.
  • Each of the second air holes 14 has a circular shape with a hole diameter (diameter) of 0.5 mm.
  • the first air hole 13 is formed in the central mounting surface 17, and the second air hole 14 is formed in the outer peripheral upper surface 18. Therefore, the central mounting surface 17 and the outer peripheral upper surface 18 become the adsorption / desorption surfaces of the sheet 50.
  • the sheet 50 is disposed on the first air hole 13 and the second air hole 14. That is, the sheet 50 covers the first air hole 13 and the second air hole 14 (see FIG. 6).
  • the pitch, number, and size of the first air holes 13 and the second air holes 14 are not limited to the above values, and can be changed to arbitrary values.
  • the sheet jig 10 includes a base plate 12 and a plate 11.
  • the plate 11 and the base plate 12 are rectangular plate-like members, and are formed of, for example, an aluminum alloy. By forming with an aluminum alloy, the sheet jig
  • the base plate 12 and the plate 11 may be integrally formed.
  • the plate 11 and the base plate 12 are arranged to face each other.
  • the plate 11 is disposed on the base plate 12 so that the plate 11 and the base plate 12 overlap.
  • the plate 11 is fixed to the base plate 12 with screws or the like.
  • the holes penetrating the plate 11 in the Z direction become the first air holes 13 and the second air holes 14.
  • An air hole groove 15 is formed in the base plate 12.
  • the air hole groove 15 extends in the X direction and the Y direction.
  • the air hole groove 15 is disposed immediately below all the first air holes 13 and the second air holes 14. Therefore, the air hole groove 15 communicates with all of the first air hole 13 and the second air hole 14.
  • 3 shows an example in which the sheet jig 10 is composed of two plates, a plate 11 and a base plate 12, the sheet jig 10 may be composed of a single plate. .
  • tool 10 can be comprised by providing the air hole groove
  • the air hole groove 15 communicates with a piping hole 20 provided on the side surface of the base plate 12 (see FIG. 3).
  • the piping 3 shown in FIG. 1 is connected to the piping hole 20. Therefore, the vacuum pump 5 shown in FIG. 1 discharges the air in the air hole groove 15 through the piping hole 20. Thereby, the 1st air hole 13 and the 2nd air hole 14 become a negative pressure, and the sheet
  • the piping hole 20 becomes an exhaust hole for exhausting air and a supply hole for supplying air.
  • the air hole groove 15 serves as an exhaust groove for discharging air and a supply groove for supplying air.
  • FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views showing the configuration of the boundary portion between the central mounting surface and the outer peripheral upper surface 18.
  • FIG. 10 is an enlarged sectional view showing the configuration of the boundary portion. 8 and 10 show a state where the sheet 50 is not placed on the sheet jig 10, and FIG. 9 shows a state where the sheet 50 is placed on the sheet jig 10.
  • the center mounting surface 17 and the outer peripheral upper surface 18 are each a plane parallel to the XY plane.
  • the outer peripheral upper surface 18 is formed lower than the center mounting surface 17. Therefore, a step is formed at the boundary portion between the central mounting surface 17 and the outer peripheral upper surface 18.
  • An inclined surface 19 is disposed at the step between the central mounting surface 17 and the outer peripheral upper surface 18.
  • the inclined surface 19 is not parallel to the XY plane.
  • the inclined surface 19 is preferably formed without a break at the boundary portion between the central mounting surface 17 and the outer peripheral upper surface 18. That is, in the XY plan view, the inclined surface 19 is formed in a continuous rectangular frame shape.
  • the inclined surface 19 is formed from the center mounting surface 17 to the outer peripheral upper surface 18.
  • the inclined surface 19 is inclined so as to become lower from the central mounting surface 17 toward the outer peripheral upper surface 18.
  • the inclined surface 19 is provided between the central mounting surface 17 and the outer peripheral upper surface 18 having different heights, the central mounting surface 17 and the outer peripheral upper surface 18 are smoothly connected. Further, the inclined surface 19 is a smooth finished surface.
  • the angle between the inclined surface 19 and the XY plane is 15 degrees. That is, in FIG. 10, the angle formed by the Z direction and the inclined surface 19 is 75 degrees.
  • the central mounting surface 17 is 0.2 mm higher than the outer peripheral upper surface 18. Therefore, the difference in height between the central mounting surface 17 and the outer peripheral upper surface 18 is larger than the thickness of the sheet 50.
  • seat 50 is adsorb
  • a chamfered portion 19a is provided at the end of the inclined surface 19 on the outer peripheral upper surface 18 side.
  • the chamfered portion 19a has an R chamfered shape.
  • the end on the outer peripheral upper surface 18 side of the inclined surface 19 is chamfered with R2.
  • the wrinkle of the sheet 50 can be effectively suppressed by chamfering the boundary where the inclined surface 19 and the outer peripheral upper surface 18 intersect.
  • a gap can be provided between the inclined surface 19 and the sheet 50 by rounding the boundary portion between the inclined surface 19 and the outer peripheral upper surface 18. Therefore, the tension of the sheet 50 can be stabilized. Therefore, generation
  • a 45 ° taper portion 14b is provided at the upper end of the second air hole 14.
  • the hole diameter of the 2nd air hole 14 is gradually small as it goes below from the outer peripheral upper surface 18.
  • the taper portion 14 b becomes a diameter-expanded portion that increases in diameter from the lower side toward the outer peripheral upper surface 18.
  • a straight pipe portion 14a having a constant hole diameter is formed under the taper portion 14b.
  • the straight pipe portion 14a has a cylindrical shape with a diameter of 0.5 mm.
  • the upper end of the taper portion 14b is a circle having a diameter of 1 mm.
  • the size of the inclined surface 19 including the chamfered portion 19a in the X direction is about 1 mm in the X direction.
  • the distance from the end of the central mounting surface 17 to the end of the tapered portion 14b in the X direction is about 1 mm.
  • the boundary between the second air hole 14 and the outer peripheral upper surface 18 may be chamfered.
  • the second air hole 14 is provided adjacent to the inclined surface 19.
  • the second air hole 14 is disposed at the position where the inclination of the inclined surface 19 is finished. Therefore, the second air hole 14 and the inclined surface 19 are in contact with each other.
  • the end of the tapered portion 14 b is provided so as to contact the end of the chamfered portion 19 a of the inclined surface 19.
  • FIG. 11 is a time chart showing the suction operation and suction release of the seat 50 by the valve 5.
  • the valve 4 When the valve 4 is turned on, the central mounting surface 17 and the outer peripheral upper surface 18 become negative pressure, and the suction of the sheet 50 is started.
  • the sheet jig 10 adsorbs the sheet 50 over a period of about 30 seconds.
  • the valve 4 When the valve 4 is opened and suction is started, the wrinkles of the seat 50 are gradually extended. And wrinkles disappear after 30 seconds. When the wrinkle disappears, the sheet 50 is subjected to a predetermined manufacturing process.
  • the valve 4 When the valve 4 is turned off, the adsorption is released.
  • FIG. 12 is an XY plan view schematically showing the configuration of the sheet jig 10 according to the first comparative example.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the sheet jig 10 according to the first comparative example.
  • FIG. 14 is an XY plan view schematically showing the configuration of the sheet jig 10 according to the comparative example 2.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the sheet jig 10 according to the second comparative example. 13 and 15 show a configuration immediately below the end of the sheet 50.
  • FIG. 12 is an XY plan view schematically showing the configuration of the sheet jig 10 according to the first comparative example.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the sheet jig 10 according to the first comparative example.
  • FIG. 14 is an XY plan view schematically showing the configuration of the sheet jig 10 according to the comparative example 2.
  • FIG. 15 is a
  • the mounting surface 21 is flat as shown in FIG. That is, in the comparative example 1, the outer peripheral upper surface 18 lower than the central mounting surface 17 is not provided. In this case, wrinkles are likely to remain because there is no pulling force on the outer periphery.
  • an outer peripheral groove 14c is formed at the upper end of the second air hole 14 as shown in FIG.
  • the outer peripheral groove 14c is a V-shaped groove.
  • the outer peripheral groove 14c is continuously formed in a rectangular frame shape in the XY plan view.
  • the outer pulling force acts on the outer circumferential groove 14c along the downward slope, so that the wrinkle extends.
  • the sheet 50 is folded along the uphill slope of the outer circumferential groove 14c. Therefore, the end portion of the sheet 50 is bent along the V-shaped surface of the outer circumferential groove 14c immediately above the outer circumferential groove 14c.
  • a step is provided between the central mounting surface 17 and the outer peripheral upper surface 18, and the step is connected by the inclined surface 19.
  • the stage 100 is incorporated in various manufacturing apparatuses.
  • the manufacturing apparatus performs a manufacturing process on the sheet 50 that is attracted and fixed to the sheet jig 10.
  • the coating liquid is applied to the sheet 50 on the sheet jig 10.
  • the coating apparatus applies the coating liquid from the top of the sheet 50 adsorbed by the sheet jig 10.
  • the coating device applies the coating liquid by slit coating. Since the sheet 50 has no wrinkles, the coating liquid can be uniformly applied to the surface of the sheet 50.
  • a coating solution corresponding to the charging layer can be applied to the secondary battery. Thereby, the productivity of the secondary battery can be improved.
  • the manufacturing process of the sheet-like secondary battery includes a sheet as a first electrode, an n-type metal oxide semiconductor layer made of an n-type metal oxide semiconductor, and a substance containing an n-type metal oxide semiconductor and an insulator. And a process of laminating in this order.
  • FIG. A manufacturing apparatus using the sheet jig 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the sheet jig 10 sucks the sheet 70 stretched between the pair of transport reels.
  • FIG. 16 shows a standby state before the sheet 70 is sucked
  • FIG. 17 shows a suction state in which the sheet 70 is sucked by the sheet jig 10. 16 and 17, respectively, a side view of the manufacturing apparatus 200, an XY plan view of main parts, and an enlarged cross-sectional view schematically shown are shown.
  • the sheet jig 10 Since the basic configuration of the sheet jig 10 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted as appropriate.
  • the sheet jig 10 has an inclined surface 19 between the center placement surface 17 and the outer peripheral upper surface 18.
  • the sheet 70 is a SUS sheet having a width in the Y direction of 350 mm and a thickness of 10 ⁇ m.
  • the interval and the number of air holes are different from those in the first embodiment. Specifically, 11 first air holes 13 are arranged at a pitch of 20 mm in the Y direction and seven air holes 13 at a pitch of 40 mm in the X direction.
  • 13 second air holes 14 are arranged at a pitch of 20 mm in the Y direction and nine air holes 14 at a pitch of 40 mm in the X direction.
  • the sizes of the first air hole 13 and the second air hole 14 are the same as those in the first embodiment.
  • the plate 11 and the base plate 12 are made of carbon steel and are subjected to low-temperature black chrome treatment.
  • the manufacturing apparatus 200 includes an unwinding unit 61 and a winding unit 62.
  • the sheet jig 10 is disposed between the unwinding unit 61 and the winding unit 62 in the X direction.
  • An unwinding reel 63 is rotatably attached to the unwinding unit 61.
  • a take-up reel 64 is rotatably attached to the take-up unit 62.
  • the unwind reel 63 and the take-up reel 64 are rotated by a motor (not shown) or the like.
  • the sheet 70 wound around the take-up reel 63 is referred to as a take-up roll 70a, and the sheet 70 wound around the take-up reel 64 is referred to as a take-up roll 70b.
  • the inclined surface 19 only needs to be formed at the boundary between the central mounting surface 17 and the outer peripheral upper surface 18 only in the feeding direction (X direction) of the sheet 70. That is, the inclined surfaces need only be provided at both ends in the X direction, and may not be provided at both ends in the Y direction.
  • the unwinding reel 63 and the take-up reel 64 serve as conveyance reels for feeding the roll-shaped sheet 70 onto the sheet jig 10. That is, by rotating the take-up reel 63 and the take-up reel 64 in synchronization, the sheet 70 is conveyed in the + X direction. Therefore, the sheet 70 of the unwinding roll 70a passes over the sheet jig 10 and moves to the winding roll 70b. Thus, the sheet 70 is stretched on the sheet jig 10.
  • the sheet jig 10 is attached to the lifting mechanism 66.
  • the elevating mechanism 66 moves the sheet jig 10 in the vertical direction (Z direction).
  • the sheet jig 10 supported by the elevating mechanism 66 moves to the suction position or the standby position. That is, when the elevating mechanism 66 moves the sheet jig 10 upward, the sheet jig 10 becomes an adsorption position where the sheet 70 is adsorbed (FIG. 17). At this time, the sheet 70 stretched between the unwinding unit 61 and the winding unit 62 comes into contact with the sheet jig 10 and is lifted.
  • the sheet jig 10 becomes a standby position where the sheet 70 is not attracted (FIG. 16).
  • the standby position since the center placement surface 17 of the sheet jig 10 is lower than the sheet 70, the sheet 70 and the sheet jig 10 are not in contact with each other.
  • the take-up reel 63 and the take-up reel 64 send out the sheet 70.
  • the pipe 3 is connected to the sheet jig 10. Furthermore, the pipe 3 is divided into two systems, and valves 4a and 4b are connected to each of them.
  • a vacuum pump 5 is connected to one valve 4a, and a gas supply mechanism 7 is connected to the other valve 4b.
  • the gas supply mechanism 7 includes a gas cylinder, a regulator, and the like, and supplies a gas for releasing adsorption.
  • the control unit 8 performs ON / OFF control of the valves 4a and 4b. As a result, the valves 4a and 4b open and close at an appropriate timing.
  • the control unit 8 performs control so that the vacuum pump 5 performs evacuation while the take-up reel 63 and the take-up reel 64 are stopped and the sheet 70 is pulled in the feed-out direction.
  • the valve 4b when adsorbing the seat 70, the valve 4b is closed and the valve 4a is opened.
  • the vacuum pump 5 discharges air through the pipe 3 through the first air hole 13 and the second air hole 14 of the sheet jig 10. Thereby, the sheet 70 is attracted and fixed to the sheet jig 10.
  • the valve 4b when releasing the adsorption, the valve 4b is opened and the valve 4a is closed.
  • the gas supply mechanism 7 supplies air to the sheet jig 10 via the pipe 3.
  • the gas supply mechanism 7 supplies air toward the upper surface of the sheet jig 10 via the first air hole 13 and the second air hole 14 to release the adsorption of the sheet 70 to the stage 100.
  • tension is applied to the sheet 70. Distortion due to tension occurs in the sheet 70. The distortion occurs in the width direction of the sheet 70, that is, in the Y direction. Due to the distortion, wrinkles 71 are generated along the X direction. Wrinkles 71 occur so as to straddle the sheet jig 10. When the wrinkle 71 extends to the end of the sheet jig 10, the wrinkle 71 gets over the inclined surface 19 shown in FIG. 9. Therefore, a gap is easily generated between the sheet 70 and the sheet jig 10 at the end in the X direction. If there is a gap at the left and right ends of the sheet jig 10, the sheet jig 10 cannot be properly adsorbed, and the wrinkle 71 tends to remain during the adsorption.
  • adsorption by turning ON the valve 4a is performed twice. That is, the suction by turning on the valve 4a, the suction release by turning on the valve 4b, and the suction by turning on the valve 4a are sequentially performed.
  • the controller 8 controls the valves 4a and 4b so as to repeatedly perform vacuum suction and suction cancellation. That is, in a state in which the take-out reel 63 and the take-up reel 64 are stopped, the control unit 8 performs the exhaust in order by the vacuum pump 5, the adsorption release by the gas supply mechanism 7, and the exhaust by the vacuum pump 5. 4a and 4b are on / off controlled. At the time of adsorption, the valve 4a is opened and the valve 4b is closed. On the other hand, when the adsorption is released, the valve 4b is opened and the valve 4a is closed.
  • FIG. 18 is a time chart showing the suction operation.
  • FIG. 19 is a diagram schematically illustrating the state of the sheet 70 in the suction operation.
  • FIG. 18 shows the suction state of the suction valve 4 a, the suction release valve 4 b, and the seat 70.
  • FIG. 19 shows the state of the sheet 70 at the timings a to f in FIG.
  • the unwinding reel 63 and the take-up reel 64 are rotated with the valves 4a and 4b turned off.
  • the sheet 70 moves to a predetermined position.
  • the elevating mechanism 66 raises the sheet jig 10.
  • the sheet 70 comes into contact with the sheet jig 10 and the sheet 70 is lifted.
  • the valve 4a is turned on to perform the first suction.
  • the primary suction of the sheet 70 starts (timing a in FIG. 18).
  • the wrinkle 71 extending in the X direction straddles the sheet jig 10.
  • the valve 4a is turned off and the valve 4b is turned on.
  • air is supplied to the sheet jig 10. Air is released from the first air hole 13 and the second air hole 14, and the adsorption of the sheet 70 is released.
  • the wrinkles 71 are alleviated as indicated by the timing c in FIG.
  • the valve 4b is turned off. While the valves 4a and 4b are kept OFF, the suction is released. Thereby, as shown in the timing d of FIG. 19, the sheet 70 is hardly distorted.
  • the valve 4a is turned on to perform the second adsorption.
  • the valve 4a is turned on to perform the second adsorption.
  • adsorption can be started in a state with less distortion than primary adsorption. Accordingly, as shown at timing e in FIG. 19, no gap remains on the left and right steps. And if adsorption is continued, wrinkles will grow. Therefore, as shown in the timing f of FIG. 19, the sheet 70 can be sucked and fixed without wrinkles. Therefore, the sheet 70 can be made flat.
  • a manufacturing process is performed on the sheet 70 in a state where the sheet jig 10 adsorbs the sheet 70.
  • a film forming process such as coating for forming a film on the sheet, a processing process for processing the sheet, or the like is performed.
  • a film forming process or a manufacturing process other than a processing process may be performed.
  • the manufacturing method which performs such a manufacturing process is suitable for a sheet-like secondary battery. Moreover, since it can be applied to a roll-to-roll manufacturing process, the manufacturing process can be performed continuously. Therefore, productivity can be improved.
  • the suction is performed in a state where the tension of the sheet 70 is working, the sheet 70 can be sucked in a shorter time than the first embodiment.
  • the adsorption process can be completed in about 10 seconds.
  • this invention includes the appropriate deformation

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Abstract

本発明にかかるシート治具は、シート（５０）の中央部分を載置する中央載置面（１７）と、中央載置面（１７）の外側に配置され、中央載置面（１７）の高さよりも低く形成された外周上面（１８）と、中央載置面（１７）から外周上面（１８）にかけて設けられた傾斜面（１９）と、を備え、中央載置面（１７）は、シート（５０）の中央部分を吸着させる複数の第１空気穴（１３）を有し、外周上面（１８）は、シート（５０）の外周部分を吸着させる複数の第２空気穴（１４）を有しているものである。

Description

シート治具、ステージ、製造装置、及び二次電池の製造方法
　本発明は、シート治具、ステージ、製造装置、及び二次電池の製造方法に関する。
　特許文献１には、トナーシートと受像シートとの良好な密着性が得られる記録媒体が開示されている。特許文献１では、受像シートに、ドラム回転方向に沿って複数の吸着穴が設けられている。受像シートの吸着穴が、記録用回転ドラムの吸着穴と重なるように、装着される。そして、受像シートの吸着穴と記録用回転ドラムの吸着穴を通して、トナーシートが吸着されて、受像シートに密着する（段落００４１）。また、特許文献１の段落００４５には、受像シートの４辺に吸着穴を設けてもよいと記載されている。
特開平１１－２７７９２０号公報
　ところで、電子部品の製造工程において、シート治具にシートを吸着させて、吸着されたシートに対して成膜プロセス、及び加工プロセスなどの各種の製造プロセスを実行することがある。このような製造プロセスは、シートにしわが無い状態で行うことが好ましい。例えば、シートにしわが無い状態（つまり、シートが平坦な状態）で、シートに対して成膜プロセスを実行することで、シート状に形成される膜等の厚みをほぼ均一にすることができる。したがって、製造プロセスを実行する前に、シートを平坦な状態にすることができる技術の開発が望まれている。
　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、シートに対して製造プロセスを実行する前に、シートを平坦な状態にすることができる技術を提供することを目的とする。
　本実施形態の一態様に係るシート治具は、シートの中央部分が載置される中央載置面と、前記中央載置面の外側に配置され、側面視において前記中央載置面の高さよりも低く形成された外周上面と、前記中央載置面から前記外周上面にかけて形成された傾斜面と、を備え、前記中央載置面は、前記シートの中央部分を吸着させる複数の第１空気穴を有し、前記外周上面は、前記シートの外周部分を吸着させる複数の第２空気穴を有している。この構成によれば、しわや折れの発生を防ぐことができ、シートを平坦な状態にすることができる。
　上記のシート治具において、前記外周上面と前記傾斜面との境目が面取りされていてもよい。このようにすることで、しわの発生をより抑制することができる。
　上記のシート治具において、前記第２空気穴は、側面視において、下側から前記外周上面に向けて拡径する拡径部を有していてもよい。このようにすることで、しわの発生をより抑制することができる。
　上記のシート治具において、前記第２空気穴と前記外周上面との境目が面取りされていてもよい。このようにすることで、しわの発生をより抑制することができる。
　上記のシート治具において、前記第２空気穴が、前記傾斜面に隣接していてもよい。このようにすることで、しわの発生をより抑制することができる。
　本実施形態の一態様に係るステージは、上記のシート治具と、前記第１空気穴、及び前記第２空気穴を介して、前記シート治具の上面から下側に向けて空気を排出する気体排出機構を備えたものである。この構成によれば、しわや折れの発生を防ぐことができ、シートを平坦な状態にすることができる。
　本実施形態の一態様に係る製造装置は、上記のステージを備え、前記ステージに前記シートを吸着した状態で、前記シートに対して製造プロセスを施すものである。
　上記の製造装置において、前記製造プロセスが、前記シート上に膜を成膜する成膜プロセス、又は前記シートを加工する加工プロセスの少なくとも一方を含んでいてもよい。
　上記の製造装置は、前記シートを巻き取る巻取りリールと、前記シート治具の上に前記シートを送り出していく巻出しリールとを有する一対の搬送リールと、前記第１空気穴及び前記第２空気穴を介して、前記シート治具の上面に向けて空気を供給して、前記ステージに対する前記シートの吸着を解除する気体供給機構と、を備えたものである。
　上記の製造装置は、前記気体排出機構に接続された第１バルブと、前記気体供給機構に接続された第２バルブと、前記一対の搬送リールを停止し、前記シートを送り出し方向に引っ張った状態で、前記気体排出機構による排気を行うよう制御する制御部と、を備えていてもよい。
　上記の製造装置において、前記制御部は、前記気体排出機構による排気、前記気体供給機構による前記シートの吸着の解除、及び前記気体排出機構による排気がこの順番で行われるように、前記第１バルブと前記第２バルブと、を制御してもよい。
　本実施形態の一態様に係るシート状二次電池の製造方法は、上記の製造装置を用いて、前記シートに前記製造プロセスを施すものである。
　上記のシート状二次電池の製造方法において、前記二次電池の製造プロセスには、前記シートを第一電極とし、ｎ型金属酸化物半導体からなるｎ型金属酸化物半導体層と、ｎ型金属酸化物半導体と絶縁体を含む物質からなる充電層と、をこの順序で積層するプロセスが少なくとも含まれていてもよい。
　本発明によれば、シートに対して製造プロセスを実行する前に、シートを平坦な状態にすることができる技術を提供することができる。
実施の形態１にかかるステージの構成を示す斜視図である。 実施の形態１にかかるシート治具の構成を示す上面図である。 実施の形態１にかかるシート治具の構成を示す分解斜視図である。 図２のＩＶ－ＩＶ断面図である。 図２のＶ－Ｖ断面図である。 シートを乗せた状態のステージを示す上面図である。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。 中央載置面と外周上面の境界部分を示す断面図である。 シートを乗せた状態における境界部分を示す断面図である。 シート治具の境界部分を拡大して示す断面図である。 実施の形態１にかかるステージの吸着動作を説明するための図である。 比較例１にかかるシート治具の構成を模式的に示す上面図である。 比較例１にかかるシート治具の構成を示す断面図である。 比較例２にかかるシート治具の構成を模式的に示す上面図である。 比較例２にかかるシート治具の構成を示す断面図である。 実施の形態２にかかるステージを用いた製造装置の構成を示す図である。 実施の形態２にかかるステージを用いた製造装置の構成を示す図である。 実施の形態２にかかるステージの吸着動作を説明するための図である。 実施の形態２にかかるステージでの吸着工程を説明するための図である。
　以下、本発明の実施形態の一例について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施形態を示すものであって、本発明の技術的範囲が以下の実施形態に限定されるものではない。
実施の形態１．
　本実施の形態にかかるシート治具、及びステージについて、図１を用いて説明する。図１は、ステージの構成を模式的に示す斜視図である。なお、説明の明確化のため、図にはＸＹＺ３次元直交座標系が示されている。Ｚ方向は、吸脱着対象のシート５０の厚さ方向となり、ＸＹ方向はシートの面内方向である。ステージ１００は、シート治具１０と、位置合わせガイド２と、配管３と、バルブ４と、真空ポンプ５とを備えている。
　シート治具１０は、矩形板状の部材であり、その端辺は、Ｘ方向、及びＹ方向に沿って設けられている。シート治具１０の上面がシートの吸脱着面となる。シート治具１０の上面には、後述するように、シートを吸脱着するための空気穴が複数設けられている。
　シート治具１０の上面には、位置合わせガイド２が設けられている。位置合わせガイド２は、上面視矩形状のシート治具１０の四隅近傍にそれぞれ設けられている。位置合わせガイド２は、ステージ１００上に載置されるシートを位置決めする。すなわち、手動又は自動でシートの四隅を位置合わせガイド２に合わせることで、シートがシート治具１０上の適切な位置に載置される。
　シート治具１０の側面には、配管３が接続されている。配管３は、バルブ４を介して、真空ポンプ５と接続されている。真空ポンプ５は、気体排出機構であり、シートを吸着するための負圧を発生させる。真空ポンプ５は、後述する第１空気穴１３、及び第２空気穴１４を介して、シート治具１０の上面から下側に向けて空気を排出する。例えば、真空ポンプ５は、－６０ｋＰａの負圧を発生している。よって、バルブ４を開状態とすると、真空ポンプ５が配管３を介して、シート治具１０の内部の空気を排出する。これにより、シート治具１０の上面に載せられたシートが吸着保持される。また、バルブ４を閉状態とすることで、シート５０の吸着を解除することができる。さらに、バルブ４を２系統設けてもよい。そして、一方のバルブ４によりシート５０の吸着を行い、他方のバルブ４によって吸着の解除を行ってもよい。
　また、シート治具１０の対向する２側面には、把持部６が設けられている。ユーザが把持部６を把持することで、シート治具１０を容易に移動させることができる。
　次に、シート治具１０の構成について、図２～図７を用いて詳細に説明する。図２は、シート治具１０の構成を示す上面図である。図３は、シート治具１０の構成を示す分解斜視図である。図４は、図２のＩＶ－ＩＶ断面図であり、図５は、図２のＶ－Ｖ断面図である。図６は、シート５０を載せた状態の構成を示す上面図である。図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。
　図２に示すように、シート治具１０は、上面視（ＸＹ平面視）において、矩形状の部材である。シート治具１０は、中央載置面１７、及び外周上面１８を備えている。すなわち、シート治具１０の上面は、中央載置面１７と外周上面１８とに分けられる。中央載置面１７は、シート治具１０の中央の矩形状の領域であり、外周上面１８は、中央載置面１７の外側に配置された矩形枠状の領域である。
　吸脱着されるシート５０は、中央載置面１７よりも大きくなっている。すなわち、シート５０は、中央載置面１７からはみ出している。後述するように、シート５０の中央部は、中央載置面１７の上に載せられ、シート５０の端部は外周上面１８の上に載せられる。シート５０は、例えば、縦３２０ｍｍ×横３２０ｍｍの矩形となっている。また、シート５０は例えば、厚さ１０μｍのＳＵＳ又はアルミ等の金属箔である。もちろん、シート５０は、ポリイミドやＰＥＴ（polyethylene terephthalate）等の樹脂シートであってもよい。
　中央載置面１７には、複数の第１空気穴１３が形成されている。複数の第１空気穴１３はマトリクス状に配列されている。具体的には、第１空気穴１３はＸ方向、及びＹ方向のそれぞれに一定間隔で配列されている。具体的には、Ｙ方向に２０ｍｍピッチで１５個、Ｘ方向に４０ｍｍピッチで７個の第１空気穴１３が配列されている。したがって、１０５個の第１空気穴１３が中央載置面１７に設けられている。
　外周上面１８には、複数の第２空気穴１４が形成されている。複数の第２空気穴１４は、矩形枠状の外周上面１８に沿って点在している。ここでは、第２空気穴１４は、Ｙ方向に２０ｍｍピッチで１７個、Ｘ方向に４０ｍｍピッチで９個の第２空気穴１４が配列されている。したがって、４８個の第２空気穴１４が外周上面１８に設けられている。それぞれの第２空気穴１４は穴径（直径）０．５ｍｍの円形となっている。
　このように、中央載置面１７には第１空気穴１３が形成され、外周上面１８には第２空気穴１４が形成されている。したがって、中央載置面１７、及び外周上面１８がシート５０の吸脱着面となる。シート５０は、第１空気穴１３、及び第２空気穴１４の上に配置される。すなわち、シート５０は第１空気穴１３、及び第２空気穴１４を覆う（図６参照）。なお、第１空気穴１３、及び第２空気穴１４のピッチ、個数、大きさは、上記の値に限定されるものではなく、任意の値に変更可能である。
　図３～図５等に示すように、シート治具１０は、ベースプレート１２と、プレート１１とを備えている。プレート１１、ベースプレート１２は矩形板状の部材であり、例えば、アルミニウム合金によって形成されている。アルミニウム合金で形成することで、シート治具１０を軽量化することができ、持ち運びが容易になる。なお、ベースプレート１２とプレート１１とは一体に形成されていてもよい。
　プレート１１とベースプレート１２とは対向配置される。プレート１１とベースプレート１２とが重なり合うように、プレート１１がベースプレート１２の上に配置される。プレート１１は、ねじなどでベースプレート１２に固定される。プレート１１をＺ方向に貫通する穴が、第１空気穴１３、及び第２空気穴１４となる。
　ベースプレート１２には、空気穴溝１５が形成されている。空気穴溝１５は、Ｘ方向、及びＹ方向に延びている。空気穴溝１５は、全ての第１空気穴１３、及び第２空気穴１４の直下に配置されている。したがって、空気穴溝１５は、第１空気穴１３と第２空気穴１４の全てと連通している。なお、図３では、シート治具１０はプレート１１とベースプレート１２との２枚のプレートにより構成されている例が示されているが、１枚のプレートによってシート治具１０を構成してもよい。例えば、１枚のプレートの内部に空気穴溝１５等を設けることで、シート治具１０を構成することができる。
　空気穴溝１５は、ベースプレート１２の側面に設けられた配管穴２０に連通している（図３参照）。配管穴２０には、図１で示した配管３が接続される。よって、図１に示した真空ポンプ５が配管穴２０を介して、空気穴溝１５の空気を排出する。これにより、第１空気穴１３、第２空気穴１４が負圧となり、シート５０が吸着固定される（図７参照）。また、シート５０の吸着を解除する場合、配管穴２０を介して、空気穴溝１５に空気が供給される。このように、配管穴２０は、空気を排出する排気穴、及び、空気を供給する供給穴となる。同様に、空気穴溝１５は、空気を排出する排気溝、及び、空気を供給する供給溝となる。
　ここで、中央載置面１７と外周上面１８との境界部分の構成について、図８～図１０を用いて説明する。図８、及び図９は、中央載置面と外周上面１８との境界部分の構成を示す断面図である。図１０は、境界部分の構成を拡大して示す断面図である。図８、図１０は、シート５０がシート治具１０に載置されていない状態を示し、図９は、シート５０がシート治具１０に載置されている状態を示している。
　中央載置面１７、及び外周上面１８はそれぞれＸＹ平面と平行な平面となっている。外周上面１８は、中央載置面１７よりも低く形成されている。したがって、中央載置面１７と外周上面１８との境界部分には、段差が形成される。そして、中央載置面１７と外周上面１８との間の段差には傾斜面１９が配置されている。傾斜面１９はＸＹ平面と平行となっていない。傾斜面１９は、中央載置面１７と外周上面１８との境界部分に切れ目なく形成されていることが好ましい。すなわち、ＸＹ平面視において、傾斜面１９は、連続した矩形枠状に形成されている。
　傾斜面１９は中央載置面１７から外周上面１８にかけて形成されている。傾斜面１９は中央載置面１７から外周上面１８に向かうにつれて低くなるように傾斜している。このように、高さの異なる中央載置面１７と外周上面１８との間に傾斜面１９が設けられていることにより、中央載置面１７と外周上面１８とがなだらかに接続される。また、傾斜面１９は、滑らかな仕上げ面となっている。
　このように、中央載置面１７と外周上面１８との間に傾斜面１９を設けることで、シート５０を外周に引っ張る力が働く。図９の矢印に示すように、傾斜面１９に沿って外側にシート５０を引っ張る力が働き、しわが伸びていく。すなわち、シート５０の端部に張力を与えることができるため、しわが伸びる。よって、しわの発生を抑制することができ、シート治具１０がシート５０を平坦な状態にすることができる。
　図１０に示すように、傾斜面１９とＸＹ平面とのなす角度は１５度となっている。すなわち、図１０では、Ｚ方向と傾斜面１９との成す角度が７５度となる。中央載置面１７は、外周上面１８よりも０．２ｍｍ高くなっている。したがって、中央載置面１７と外周上面１８との高さの違いは、シート５０の厚みよりも大きくなっている。シート５０の端部は、中央部よりも低い位置で吸着される。
　また、図１０に示すように、傾斜面１９の外周上面１８側の端部には面取部１９ａが設けられている。面取部１９ａではＲ面取りされた形状を有している。ここでは、傾斜面１９の外周上面１８側の端部が、Ｒ２で面取りされている。このように、傾斜面１９と外周上面１８とが交わる境目をＲ面取りすることで、シート５０のしわを効果的に抑制することができる。例えば、傾斜面１９と外周上面１８との境界部分をＲ面取りすることで、傾斜面１９とシート５０との間に隙間を設けることができる。したがって、シート５０の張りを安定させることできる。よって、しわの発生をより抑制することができ、シート治具１０が、シート５０を平坦な状態にすることができる。
　このように、シート５０の張りの安定には、傾斜面１９とシート５０との間の隙間が必要となり、傾斜面１９に設けた反りが重要となる。仮に、面取部１９ａが直線又は上側に膨らんでいれば、シート５０を引っ張る力が弱くなってしまう。したがって、本実施の形態のように、傾斜面１９の外側の端部に面取部１９ａを設けることで、シート５０の張りを安定させることができる。
　第２空気穴１４の上端には、４５°のテーパ部１４ｂが設けられている。テーパ部１４ｂでは、外周上面１８から下方向に向かうにつれて、第２空気穴１４の穴径が徐々に小さくなっている。換言すると、テーパ部１４ｂは、下側から外周上面１８に向かうにつれて拡径する拡径部となる。テーパ部１４ｂの下は、穴径が一定の直管部１４ａとなっている。直管部１４ａは、直径０．５ｍｍの円筒形となっている。テーパ部１４ｂの上端は直径１ｍｍの円形となっている。テーパ部１４ｂを設けることで、第２空気穴１４の面積を広くすることができる。これにより、吸着力を強くすることができ、しわの発生を抑制することができる。Ｘ方向における面取部１９ａを含めた傾斜面１９のＸ方向における大きさは、約１ｍｍとなっている。Ｘ方向における、中央載置面１７の端からテーパ部１４ｂの端までの距離は、約１ｍｍとなっている。なお、第２空気穴１４と外周上面１８との境目を面取りするようにしてもよい。
　第２空気穴１４は、傾斜面１９に隣接して設けられている。第２空気穴１４が傾斜面１９の傾斜を降り切ったところに配置されている。したがって、第２空気穴１４と、傾斜面１９とが接している。具体的には、テーパ部１４ｂの端が、傾斜面１９の面取部１９ａの端と接するように設けられている。このようにすることで、適切にシート５０に張力を与えることができ、しわの発生を抑制することができる。
　次に、シート５０を吸着する際のバルブ５の動作について、図１１を用いて説明する。図１１は、バルブ５によるシート５０の吸着動作・吸着解除を示すタイムチャートである。バルブ４をＯＮすると、中央載置面１７、外周上面１８が負圧となり、シート５０の吸着が開始する。そして、３０秒程度の時間をかけて、シート治具１０がシート５０を吸着する。バルブ４を開けて吸着し始めると、シート５０のしわが徐々に伸びていく。そして、３０秒間後にしわがなくなる。しわがなくなったら、シート５０に所定の製造プロセスを施す。バルブ４をオフすると吸着が解除される。
　次に、比較例１、２にかかる構成について図１２～図１５を用いて説明する。図１２は、比較例１にかかるシート治具１０の構成を模式的に示すＸＹ平面図である。図１３は比較例１にかかるシート治具１０の構成を示す断面図である。図１４は、比較例２にかかるシート治具１０の構成を模式的に示すＸＹ平面図である。図１５は、比較例２にかかるシート治具１０の構成を示す断面図である。図１３、図１５は、シート５０の端部直下の構成を示している。
　比較例１では、図１３に示すように、載置面２１が平坦になっている。すなわち、比較例１では、中央載置面１７よりも低い外周上面１８が設けられていない構成となっている。この場合、外周に引っ張る力がないため、しわが残りやすい。
　また、比較例２では、図１５に示すように第２空気穴１４の上端に外周溝１４ｃが形成されている。図１５に示すように外周溝１４ｃはＶ字溝となっている。図１４に示すように、外周溝１４ｃは、ＸＹ平面視において、矩形枠状に連続して形成されている。比較例２では、外周溝１４ｃに下り斜面に沿って、外側に引っ張る力が働くため、しわが伸びていく。しかしながら、外周溝１４ｃの上り斜面に沿って、シート５０が折れてしまう。よって、外周溝１４ｃの真上において、外周溝１４ｃのＶ字面に沿ってシート５０の端部に折れが発生してしまう。
　これに対して、本実施の形態にかかるシート治具１０では、中央載置面１７と外周上面１８との間に段差を設けて、段差を傾斜面１９で繋いでいる。このようにすることで、シート５０に張力を与えることができるため、シート５０にしわや折れが発生するのを防ぐことができる。よって、シート５０を平坦な状態にすることができる。
　ステージ１００は、各種製造装置に組み込まれている。シート治具１０に吸着され固定されたシート５０に対して、製造装置が製造プロセスを施す。例えば、二次電池の製造工程では、シート治具１０上のシート５０に塗布液が塗布される。すなわち、塗布装置がシート治具１０に吸着されたシート５０の上から塗布液を塗布する。具体的には、塗布装置がスリットコート塗布により塗布液を塗布している。シート５０にしわがないため、塗布液をシート５０の表面に均一に塗布することができる。二次電池の製造工程において、例えば、二次電池に充電層に応じた塗布液を塗布することができる。これにより、二次電池の生産性を向上することができる。
　また、シート状の二次電池の製造プロセスは、シートを第一電極とし、ｎ型金属酸化物半導体からなるｎ型金属酸化物半導体層と、ｎ型金属酸化物半導体と絶縁体を含む物質からなる充電層と、この順番で積層するプロセスが含まれている。
　実施の形態２．
　本実施の形態にかかるシート治具１０を用いた製造装置について図１６、図１７を参照して説明する。本実施の形態では、シート治具１０が一対の搬送リールの間に張設されたシート７０を吸着する。図１６は、シート７０を吸着前の待機状態を示し、図１７は、シート７０をシート治具１０に吸着した吸着状態を示している。図１６、図１７では、それぞれ、製造装置２００の側面図、主要部分のＸＹ平面図、模式的に示す拡大断面図が示されている。
　なお、シート治具１０の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、適宜説明を省略する。例えば、シート治具１０は、中央載置面１７と外周上面１８との間に傾斜面１９を有している。シート７０は、Ｙ方向における幅が３５０ｍｍで、厚さ１０μｍのＳＵＳシートである。本実施の形態では、空気穴の間隔、及び数が実施の形態１と異なっている。具体的には、Ｙ方向に２０ｍｍピッチで１１個、Ｘ方向に４０ｍｍピッチで７個の第１空気穴１３が配列されている。また、Ｙ方向に２０ｍｍピッチで１３個、Ｘ方向に４０ｍｍピッチで９個の第２空気穴１４が配列されている。なお、第１空気穴１３、第２空気穴１４のサイズは、実施の形態１と同様になっている。プレート１１、ベースプレート１２は炭素鋼から形成され、低温黒色クロム処理が施されている。
　製造装置２００は、巻出しユニット６１と巻取りユニット６２とを備えている。Ｘ方向において、巻出しユニット６１と巻取りユニット６２との間には、シート治具１０が配置されている。巻出しユニット６１には、巻出しリール６３が回転可能に取り付けられている。同様に、巻取りユニット６２には、巻取りリール６４が回転可能に取り付けられている。巻出しリール６３、及び巻取りリール６４は、図示しないモータなどにより回転する。巻出しリール６３に巻き付けられたシート７０を巻出しロール７０ａとし、巻取りリール６４に巻き付けられたシート７０を巻取りロール７０ｂとする。
　なお、本実施の形態では、シート７０の送り出し方向（Ｘ方向）のみにおいて、中央載置面１７と外周上面１８との境目に傾斜面１９が形成されていればよい。すなわち、傾斜面は、Ｘ方向における両端に設けられていればよく、Ｙ方向における両端に設けられていなくてもよい。
　巻出しリール６３、及び巻取りリール６４は、ロール状のシート７０をシート治具１０の上に送り出していく搬送リールとなる。すなわち、巻出しリール６３と巻取りリール６４を同期して回転させることで、シート７０が＋Ｘ方向に搬送されていく。よって、巻出しロール７０ａのシート７０が、シート治具１０の上を通って、巻取りロール７０ｂに移動する。このように、シート７０は、シート治具１０の上に張設されている。
　また、シート治具１０は、昇降機構６６に取り付けられている。昇降機構６６は、シート治具１０を上下方向（Ｚ方向）に移動させる。これにより、昇降機構６６に支持されたシート治具１０が吸着位置又は待機位置に移動する。すなわち、昇降機構６６がシート治具１０を上方向に移動すると、シート治具１０がシート７０を吸着する吸着位置となる（図１７）。このとき、巻出しユニット６１と巻取りユニット６２との間に張設されたシート７０がシート治具１０に当接して、持ち上げられる。昇降機構６６がシート治具１０を下方向に移動すると、シート治具１０がシート７０を吸着していない待機位置となる（図１６）。待機位置では、シート治具１０の中央載置面１７がシート７０よりも低くなっているため、シート７０とシート治具１０とが接触していない。待機位置において、巻出しリール６３と巻取りリール６４がシート７０を送り出す。
　シート治具１０には、配管３が接続されている。さらに、配管３は、２系統に分かれており、それぞれにバルブ４ａ、４ｂが接続されている。そして、一方のバルブ４ａには、真空ポンプ５が接続され、他方のバルブ４ｂには、気体供給機構７が接続されている。気体供給機構７は、ガスボンベやレギュレータなどを備えており、吸着解除用の気体を供給する。制御部８は、バルブ４ａ、４ｂをＯＮ／ＯＦＦ制御する。これにより、バルブ４ａ、４ｂが適切なタイミングで開閉する。制御部８は、巻出しリール６３、巻取りリール６４を停止し、シート７０を送り出し方向に引っ張った状態で、真空ポンプ５による排気を行うよう制御を行う。
　上記したように、シート７０を吸着する場合、バルブ４ｂを閉じて、かつバルブ４ａを開ける。真空ポンプ５が配管３を介して、シート治具１０の第１空気穴１３と第２空気穴１４を介して空気を排出する。これにより、シート７０がシート治具１０に吸着固定される。一方、吸着を解除する場合、バルブ４ｂを開けて、バルブ４ａを閉じる。これにより、気体供給機構７が、配管３を介して、空気がシート治具１０に供給される。これにより、第１空気穴１３と、第２空気穴１４が正圧となり、吸着が解除される。気体供給機構７は、第１空気穴１３と、及び第２空気穴１４を介して、シート治具１０の上面に向けて空気を供給して、ステージ１００に対するシート７０の吸着を解除する。
　本実施の形態では、シート７０に張力が加わっている。張力による歪みがシート７０に発生している。歪みは、シート７０の幅方向、すなわち、Ｙ方向に発生する。歪みによって、しわ７１がＸ方向に沿って発生する。しわ７１が、シート治具１０を跨ぐように発生する。しわ７１は、シート治具１０の端部上にまで延びていると、図９で示した傾斜面１９を乗り越える。したがって、Ｘ方向における端部において、シート７０とシート治具１０との間に隙間が発生しやすくなる。シート治具１０の左右端において隙間があると、適切に吸着することができず、吸着時にしわ７１が残りやすい。
　そこで、本実施の形態では、バルブ４ａのＯＮによる吸着を２回行っている。すなわち、バルブ４ａのＯＮによる吸着、バルブ４ｂのＯＮによる吸着解除、及びバルブ４ａのＯＮによる吸着を順番に行っている。制御部８は、真空による吸着と、吸着解除とを繰り返し行うよう、バルブ４ａ、４ｂを制御する。すなわち、巻出しリール６３、及び巻取りリール６４を停止した状態で、制御部８が、真空ポンプ５による排気、気体供給機構７による吸着解除、及び真空ポンプ５による排気を順番に行うよう、バルブ４ａ、４ｂをオンオフ制御している。吸着時には、バルブ４ａが開き、バルブ４ｂが閉じる。一方、吸着解除時には、バルブ４ｂが開き、バルブ４ａが閉じる。
　次に、本実施の形態にかかるシート治具１０での吸着動作について、図１８、図１９を用いて説明する。図１８は、吸着動作を示すタイムチャートである。図１９は、吸着動作におけるシート７０の状態を模式的に示す図である。図１８では、吸着用のバルブ４ａ、吸着解除用のバルブ４ｂ、及び、シート７０の吸着状態が示されている。図１９は、図１８のタイミングａ～ｆにおけるシート７０の状態を示している。
　まず、バルブ４ａ、４ｂをオフにした状態で、巻出しリール６３、巻取りリール６４を回転させる。これにより、シート７０が所定の位置まで移動する。シート７０が所定の位置まで搬送されたら、昇降機構６６がシート治具１０を上昇させる。これにより、シート７０がシート治具１０と当接して、シート７０が持ち上げられる。シート治具１０が吸着位置まで移動したら、バルブ４ａをオンして、１回目の吸着を行う。これにより、シート７０の１次吸着が開始する（図１８のタイミングａ）。１次吸着の開始時点では、図１９のタイミングａに示すように、シート７０の歪みが大きいため、Ｘ方向に延びたしわ７１がシート治具１０を跨いでいる。
　１次吸着が完了すると（図１８のタイミングｂ）、図１９のタイミングｂに示すように、シート７０の歪みが小さくなる。しかしながら、左右の段差上の隙間を塞ぎ切ることができず、しわ７１が残りやすい。
　次に、バルブ４ａをＯＦＦし、バルブ４ｂをＯＮする。これにより、空気がシート治具１０に供給される。第１空気穴１３、第２空気穴１４から空気が放出され、シート７０の吸着が解除される。これにより、図１９のタイミングｃに示すように、しわ７１が緩和される。空気を一定期間供給したら、バルブ４ｂをＯＦＦする。バルブ４ａ、４ｂをＯＦＦとしたままで、吸着を解除した状態で保持する。これにより、図１９のタイミングｄに示すように、シート７０にほとんど歪みがなくなる。
　そして、バルブ４ａをＯＮして、２回目の吸着を行う。２回目の吸着開始時点では、歪みが少ない状態となっている。したがって、１次吸着よりも歪みが少ない状態で、吸着を開始することができる。よって、図１９のタイミングｅに示すように、左右の段差上に隙間が残らない。そして、吸着を続けると、しわが伸びていく。よって、図１９のタイミングｆに示すように、しわなくシート７０を吸着固定することができる。よって、シート７０を平坦な状態にすることができる。
　そして、シート治具１０がシート７０を吸着した状態で、シート７０に製造プロセスを施す。なお、製造プロセスとしては、シート上に膜を成膜する塗布等の成膜プロセス、又はシートを加工する加工プロセスなどが実施される。もちろん、成膜プロセス、又は加工プロセス以外の製造プロセスを施してもよい。このような製造プロセスを施す製造方法は、シート状の二次電池に好適である。また、ロールトゥロール製造プロセスへの適用が可能となるため、連続して製造プロセスを行うことができる。よって、生産性を向上することができる。
　また、本実施の形態では、シート７０の張力が働いている状態で、吸着を行っているため、実施の形態１よりも短い時間でシート７０を吸着することができる。例えば、１０秒程度で吸着工程を終了することができる。
　以上、本発明の実施形態の一例を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態による限定は受けない。
　この出願は、２０１６年３月２８日に出願された日本出願特願２０１６－６３４５１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　２　位置合わせガイド
　３　配管
　４　バルブ
　５　真空ポンプ
　６　把持部
　７　気体供給機構
　８　制御部
　１０　シート治具
　１１　プレート
　１２　ベースプレート
　１３　第１空気穴
　１４　第２空気穴
　１４ａ　直管部
　１４ｂ　テーパ部
　１５　空気穴溝
　１７　中央載置面
　１８　外周上面
　１９　傾斜面
　２０　配管穴
　５０　シート
　６１　巻出しユニット
　６２　巻取りユニット
　６３　巻出しリール
　６４　巻取りリール
　６６　昇降機構
　７０　シート
　１００　ステージ

Claims (13)

  1. 　シートの中央部分が載置される中央載置面と、 
    　前記中央載置面の外側に配置され、側面視において前記中央載置面の高さよりも低く形成された外周上面と、
    　前記中央載置面から前記外周上面にかけて形成された傾斜面と、を備え、
    　前記中央載置面は、前記シートの中央部分を吸着させる複数の第１空気穴を有し、
    　前記外周上面は、前記シートの外周部分を吸着させる複数の第２空気穴を有しているシート治具。
  2. 　前記外周上面と前記傾斜面との境目が面取りされている請求項１に記載のシート治具。
  3. 　前記第２空気穴は、側面視において、下側から前記外周上面に向けて拡径する拡径部を有している請求項１、又は２に記載のシート治具。
  4. 　前記第２空気穴と前記外周上面との境目が面取りされている請求項３に記載のシート治具。
  5. 　前記第２空気穴が、前記傾斜面に隣接している請求項１～４のいずれか１項に記載のシート治具。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のシート治具と、
    　前記第１空気穴、及び前記第２空気穴を介して、前記シート治具の上面から下側に向けて空気を排出する気体排出機構と、を備えたステージ。
  7. 　請求項６に記載のステージを備え、
    　前記ステージに前記シートを吸着した状態で、前記シートに対して製造プロセスを施す製造装置。
  8. 　前記製造プロセスが、前記シート上に膜を成膜する成膜プロセス、又は前記シートを加工する加工プロセスの少なくとも一方を含んでいる請求項７に記載の製造装置。
  9. 　前記シートを巻き取る巻取りリールと、前記シート治具の上に前記シートを送り出していく巻出しリールとを有する一対の搬送リールと、
    　前記第１空気穴及び前記第２空気穴を介して、前記シート治具の上面に向けて空気を供給して、前記ステージに対する前記シートの吸着を解除する気体供給機構と、を備えた請求項７、又は８に記載の製造装置。
  10. 　前記気体排出機構に接続された第１バルブと、
    　前記気体供給機構に接続された第２バルブと、
    　前記一対の搬送リールを停止し、前記シートを送り出し方向に引っ張った状態で、前記気体排出機構による排気を行うよう制御する制御部と、を備えた請求項９に記載の製造装置。
  11. 　前記制御部は、前記気体排出機構による排気、前記気体供給機構による前記シートの吸着の解除、及び前記気体排出機構による排気がこの順番で行われるように、前記第１バルブと前記第２バルブとを制御する請求項１０に記載の製造装置。
  12. 　請求項７～１１のいずれか１項に記載の製造装置を用いて、前記シートにシート状二次電池の製造プロセスを施すシート状二次電池の製造方法。
  13. 　前記シート状二次電池の製造プロセスには、
    　前記シートを第一電極とし、
    　ｎ型金属酸化物半導体からなるｎ型金属酸化物半導体層と、
    　ｎ型金属酸化物半導体と絶縁体を含む物質からなる充電層と、
    を、この順序で積層するプロセスが少なくとも含まれている、
    　請求項１２に記載のシート状二次電池の製造方法。
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